半导体装置、显示装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置、显示装置和电子设备，该半导体装置包括：栅极电极，在基板上；栅极绝缘膜，用于覆盖栅极电极；有机半导体层，以沿着栅极电极的宽度覆盖栅极电极的方式堆叠在栅极电极之上，且栅极绝缘膜在有机半导体层与栅极电极之间，有机半导体层具有厚膜部分和薄膜部分，厚膜部分设置在沿着栅极电极的宽度的中心，薄膜部分比厚膜部分薄，并且薄膜部分设置在沿着栅极电极的宽度的两端；以及源极电极和漏极电极，设置为沿着栅极电极的宽度以夹置栅极电极的状态彼此相对，且源极电极和漏极电极的每一个的端部堆叠在有机半导体层的薄膜部分之一上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置、显示装置和电子设备，更具体地涉及包括具有有机半导体层的薄膜晶体管的半导体装置以及具有该半导体装置的显示装置和电子设备。
技术介绍
采用有机半导体层作为具有形成于其中的沟道区域的有源层的半导体装置，即所谓的有机薄膜晶体管(有机TFT)，根据栅极电极与源极电极和漏极电极之间相对于有机半导体层的位置关系分成四种类型。例如，栅极电极在有机半导体层之下的底栅结构分成两种不同类型，即顶部接触结构和底部接触结构。在顶部接触结构中，源极电极和漏极电极设置在有机半导体层的顶部上。在底部接触结构中，源极电极和漏极电极设置在有机半导体层之下(参见 “Advanced Materials, ” (2002)，vol. 14，p. 99)。在这些结构中，顶部接触结构在源极电极和漏极电极与有机半导体层之间提供了更加可靠的接触，因此保证了极高的可靠性。
技术实现思路
附带地，在通常采用有机半导体层的半导体装置中，已知在用作有源层的有机半导体层中负责电荷传导的沟道区域是极有限的区域，从栅极绝缘膜的界面跨过约几个分子层(达到IOnm)。然而，在具有上面的底栅极和顶部接触结构的半导体装置中，源极电极和漏极电极与有机半导体层的不用作沟道区域的非活性区域接触。结果，有机半导体层的具有大电阻的非活性区域提供在源极电极和漏极电极与沟道区域之间，使得难以减小源极电极和漏极电极到沟道区域的接触电阻(注入电阻)。尽管非活性区域的电阻可通过使有机半导体层变薄而减小，但是在大面积工艺中难以均勻地形成厚度达到IOnm的极薄膜。另一方面，在这样的薄膜的区域中，难以实现有机半导体层的优良特性。而且，有机半导体层的沟道区域倾向于在膜形成后的工艺中被损坏。鉴于前述，所希望的是提供这样的具有顶部接触结构的半导体装置，其源极电极和漏极电极与有机半导体层之间具有可靠的接触，且提供减小的接触电阻，而且同时保证有机半导体层的适当膜质量，因此有助于改善可靠性和功能性。还希望提供由于其中结合该半导体装置而具有改善的功能性的显示装置和电子设备。根据本专利技术，所提供的半导体装置包括在基板上的栅极电极、栅极绝缘膜、有机半导体层以及源极电极和漏极电极。栅极绝缘膜覆盖栅极电极。有机半导体层提供在栅极绝缘膜的顶部上。源极电极和漏极电极提供在有机半导体层的顶部上。有机半导体层以沿着栅极电极的宽度覆盖栅极电极的方式堆叠在栅极电极之上，且栅极绝缘膜在有机半导体层与栅极电极之间。有机半导体层具有厚膜部分和薄膜部分。厚膜部分设置在沿着栅极电极的宽度的中心。薄膜部分比厚膜部分薄，并且每一个都设置在沿着栅极电极的宽度的一端。源极电极和漏极电极设置为沿着栅极电极的宽度彼此相对，且之间夹设栅极电极，而且源极电极和漏极电极的每一个的端部堆叠在薄膜部分之一上。此外，特别优选有机半导体层的厚膜部分应在栅极电极的宽度范围内，并且薄膜部分应从厚膜部分沿着栅极电极的宽度向外延伸。本专利技术还提供具有根据本专利技术的半导体装置的显示装置和电子设备。如上所述的半导体装置是具有底栅极和顶部接触结构的有机薄膜晶体管。因此，源极电极和漏极电极的每一个都沿着栅极电极的宽度堆叠在有机半导体层的端部之一的顶部上。这提供了与有机半导体层的可靠接触。另一方面，有机半导体层的沿着栅极电极的宽度的两端特别地形成为薄膜部分，且源极电极和漏极电极的每一个的端部堆叠在其上。这保持了栅极电极之上堆叠的有机半导体层的中心部分的厚度不变，即，沟道区域的上部的厚度不变，而同时使沟道区域的两端的有机半导体层变薄，因此减小了沟道区域与源极电极和漏极电极之间的电阻。如上所述，尽管半导体装置具有底栅极和顶部接触结构，但本专利技术仍减小了沟道区域与源极电极和漏极电极之间的电阻，而与用于沟道区域的有机半导体层的区域厚度无关。这使得能够减小源极电极和漏极电极到沟道区域的接触电阻(注入电阻)，而同时保证了有机半导体层的用于沟道区域的区域的适当膜质量，因此有助于改善半导体装置的可靠性和功能性。这还有助于改善具有如上所述构造的半导体装置的显示装置和电子设备的可靠性和功能性。附图说明图IA和IB是示出根据第一实施例的半导体装置的构造的截面图和平面图；图2A至2E是示出根据第一实施例的半导体装置的制造方法(1)的截面工艺图；图3A至3E是示出根据第一实施例的半导体装置的制造方法O)的截面工艺图；图4A至4E是示出根据第一实施例的半导体装置的制造方法(3)的截面工艺图；图5A和5B是示出根据第二实施例的半导体装置的构造的截面图和平面图；图6A至6E是示出根据第二实施例的半导体装置的制造方法的示例的截面工艺图；图7A和7B是示出根据第三实施例的半导体装置的构造的截面图和平面图；图8A至8E是示出根据第三实施例的半导体装置的制造方法示例的截面工艺图；图9A和9B是示出根据第四实施例的半导体装置的构造的截面图和平面图；图IOA至IOC是示出根据第四实施例的半导体装置的制造方法的特征的工艺图⑴；图IOD和IOE是示出根据第四实施例的半导体装置的制造方法的特征的工艺图⑵；图11是示出根据第五实施例的显示装置示例的截面图；图12是根据第五实施例的显示装置的电路构造图；图13是示出采用根据本专利技术的显示装置的电视机的透视图；图14A和14B是示出采用根据本专利技术的显示装置的数字相机的透视图，并且图14A是从前面看的透视图，而图14B是从后面看的透视图15是示出采用根据本专利技术的显示装置的膝上个人计算机的透视图；图16是示出采用根据本专利技术的显示装置的摄像机的透视图；以及图17A至17G是示出采用根据本专利技术的显示装置的诸如移动电话的个人数字助理的透视图，并且图17A是处于打开位置的正视图，图17B是其侧视图，图17C是处于关闭位置的正视图，图17D是左侧视图，图17E是右侧视图，图17F是俯视图，而图17G是仰视图。具体实施例方式下面，将参考附图以下面的顺序描述本专利技术的优选实施例。1.第一实施例(半导体装置的实施例示例)2.第二实施例(具有保护膜的半导体装置的实施例示例)3.第三实施例(具有由两层制造的有机半导体层的半导体装置的实施例示例)4.第四实施例(源极电极和漏极电极的端部与栅极电极的端部对齐的半导体装置的实施例示例)5.第五实施例(采用薄膜晶体管的显示装置的应用示例)6.第六实施例(应用于电子设备的示例)应当注意的是，第一至第四实施例中相同的部件由相同的参考标号表示，并且省略其描述以免冗余。《1.第一实施例》<半导体装置的构造>图IA和IB是示出根据第一实施例的半导体装置1的构造的截面图和平面图。该截面图示出了沿着平面图的A-A’线剖取的截面。这些图中示出的半导体装置1是具有底栅极和顶部接触结构的薄膜晶体管。栅极绝缘膜15提供在基板11的顶部上，从而覆盖延伸在一个方向上的栅极电极13。有机半导体层17提供在栅极绝缘膜15的顶部上。有机半导体层17在栅极电极13上方被图案化成岛状形状，并且堆叠在该电极13上方，且二者之间具有栅极绝缘膜15。此外，源极电极19s和漏极电极19d在栅极绝缘膜15上提供为彼此相对，且其间夹着栅极电极13。源极电极19s和漏极电极19d的彼此相对且其间夹着栅极电极13的边缘堆叠在有机半导体层17上。在如上所述构造的第一实施例中，有机半导体层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体装置，包括：栅极电极，在基板上；栅极绝缘膜，用于覆盖所述栅极电极；有机半导体层，以沿着所述栅极电极的宽度覆盖所述栅极电极的方式堆叠在所述栅极电极之上，且所述栅极绝缘膜在所述有机半导体层与所述栅极电极之间，所述有机半导体层具有厚膜部分和薄膜部分，所述厚膜部分设置在沿着所述栅极电极的宽度的中心，所述薄膜部分比所述厚膜部分薄，并且所述薄膜部分设置在沿着所述栅极电极的宽度的两端；以及源极电极和漏极电极，设置为沿着所述栅极电极的宽度以夹置所述栅极电极的状态彼此相对，且所述源极电极和漏极电极的每一个的端部堆叠在所述有机半导体层的所述薄膜部分之一上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胜原真央，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP